差热分析测量共晶点是利用溶液冻结前是“过冷”的,冻结时放出潜热而其自身温度略有升高这一物理现象来测量的。
如图8-3所示,两个相同容器中分别盛被测溶液和纯水,放人
含金属块的两个相同尺寸的槽内,在被测溶液和纯水中分别插入两个极性相反的相同热电偶,并按图示与检流计(如微安表)串联成回路。溶液的温度由装在金属块或容器中独立温度计测量。缓慢地加热或冷却金属块时,容器内的被测溶液和纯水也随着升温或降温。在
降温过程开始时,由于纯水和被测溶液的温度同步下降,两热电偶的测点间没有温差,因而检流计的指针指零。当降温到水的冰点以后,纯水和被测溶液中的一部分自由水先“过冷”,而后冻结且温度略有上升。此时,因两热电偶测点处的温度同步升降,也不存在温差,因而检流计的指针仍然指零。但当温度降到被测溶液的共
晶点以下“过冷”以后,被测溶液冻结放出潜热,其温度会略有上升,而纯冰则因早已冻结,温度不会升。这样,在两热电偶的测点处产生了温差,检流计的指针会产生偏转,此种偏转直到溶液完全冻结才会停止。此时溶液的温度就是其共晶点温度。
如果加热金属块,与此相仿可以测得溶液的共熔点。不过共熔点温度比共晶点温度略高一些。
在冷冻干燥过程中,将测量共熔点的电路与给制品供热的控制电路结合起来,可以控制制品在共熔点以下的最高温度下升华,以提高干燥速率。但是必须注意,搁板和加热介质等均是有热惯性的,在切断加热热源以后,制品温度还会继续上升一些之后才下降。实践中应防止因搁板等的热惯性而造成制品熔化报废。